估算两个无线装置间距离的方法制造方法及图纸

估算两个无线装置间距离的方法。该方法包括：由第一装置（Ａ）实施的阶段，用于估算两个装置（Ａ，Ｚ）之间的第一空中时间，其对应于沿着信号能量主要部分采用的被称为“最强路径”的传输路径从一个装置到另一个装置的信号传输时间；由第二装置执行的用于估算空中时差阶段包括，从一个装置发送一个信道探测帧到第二装置并从接收的对应于所述信道探测帧的无线信号中，估算最强传播路径和第一传播路径之间的空中时差；计算两个装置（Ａ，Ｚ）之间距离阶段包括，通过从估算的第一空中时间减去估算的空中时差以确定第二空中时间（Ｅ３０）和通过正式的已确定的第二空中时间计算两个装置之间距离。

【技术实现步骤摘要】
估算两个无线装置间距离的方法及设备
本专利技术涉及一种估算两个无线装置间距离的方法。
技术介绍
无线装置的位置是多种应用上下文中需要了解的信息。通过说明性的例证，能被提及的有，根据他们的位置将上下文信息提供给用户的移动终端的这种“促销(push)”型的服务，用于个人在如博物馆的某地的导航服务，或甚至是通过网格网络(meshednetwork)或adhoc网络的数据包路由。在现有的各种定位技术中，有一些技术是基于仅仅通过测量无线信号的空中时间来协作计算两个无线装置之间的距离(“ranging”)。在了解了电磁波的传播速度后，测量两个无线装置之间的空中时间就使得算出分开两个装置之间的直线或直接距离成为可能。术语“两个装置之间空中时间”应该被正确规定，应当被理解为意味着电磁波从一个装置到另一个装置(只在一个方向)的传输时间。这种合作距离计算技术通常大部分依赖于以下的估算方法：a)第一装置发送一个请求到第二装置以测算两个装置之间的交互时间Tex并开始时间计时，b)在收到请求后，第二装置允许有等待时间Tw的流逝，该等待时间对两个装置是已知的，然后第二装置通过发送一个应答ACK回应第一装置，c)在收到应答ACK后，第一装置停止计时，以测算交互时间Tex，然后通过从已测算的交互时间Tex减去延迟时间Tw并将相减的结果除以2来计算第一装置到第二装置的空中时间TOF，d)在知道空中时间TOF和电磁波V的传播速度后，第一装置通过速度V划分交互时间来计算两个装置之间的直线距离D，假定Tex时间已测算的无线信号(发送和返回)的交互是沿直接路线传播路径。因而，从测算两个装置之间的往返路径的交互时间来估算第一和第二装置之间的空中时间TOF。在两个装置处于异步也就是说不在一个公共的时钟上同步并且也不共享相同的参考时间的情况下这种往返路径的测算是必须的。如果这两个装置是同步的，仅测算从一个装置到另一个装置的单向传输时间就足够了。上述的估算空中时间TOF的算法在两个装置相隔遥远的情况下会得到好的结果。实际上，在这种情况下，根据交互的信号(已测算持续时间Tex)跟随传播路径，按直接路线发送和返回的假定是能被接受的近似，使得精确估算两个装置的直线距离D成为可能。但是，当两个装置相当靠近彼此并处在一个支持多条传播路径的环境下，例如这种情况，在一个大楼内，测算两个装置之间的交互时间Tex会有被多传播路径强烈干扰的风险。这种情况的结果就是根据交互信号(Tex持续时间已测算)采用直线的传播路径(发送和返回)的假定变成了粗略的近似，这就以显著错误破坏了两个装置间直线距离D的估算。实际上，交互时间Tex用于测算发送和返回传播路径，每条路径都带有信号能量的主要部分(发送信号携带请求信息而返回信号携带应答信息)。为了简明，一条带有信号能量主要部分的传播路径在下文中将被称为“最强路径”。装置在最强路径上同步。现在，在信号沿多径传播的情况下，最强路径不需要与两个装置之间的直线转播路径相对应。实际上，第二的，更弱的信号能量部分能够获得一条更短的传播路径，按直线或接近于直线。信号的第二部分在最强路径之前被接收装置所接收。最先被接收的信号能量部分获取的传播路径在下文中会被称为“第一传播路径”或“最短路径”。最后，在装置接近和有可能引起多传播路径的环境下，能够存在在采用最强路径的部分信号的到达时间和采用第一路径的部分信号的到达时间之间的偏移量其有可能由于显著错误破坏了两个装置间直线距离D的估算。为修正这样的错误，文档WO2006/072697提出了一种方法，在两个阶段内进行测算第一和第二无线装置之间的距离。在第一个阶段，执行之前所述的步骤a)到d)以估算第一空中时间TOF1，在第二阶段，第二装置将信道探测帧(channelsoundingframe)发送到第一装置。该帧被设计成用于第一装置从不同的无线信号接收对应的探测帧以探测最强路径和第一路径。因而第一装置能够估算两条路径之间的空中时差ΔTOF和通过将第一次测得的空中时间TOF1减去确定的空中时差ΔTOF计算第二个空中时间TOF2，或者修正的空中时间。这种估计两个无线装置之间距离的方法能被用于adhoc网络的节点尤其使得到达网络的新节点Z能被定位。然而，实施这种方法在节点Z定位的能耗方面非常昂贵。实际上，实施该方法需要三个独立的测量，分别被标记为A，B和C三个节点发起。节点Z必须因此发送三个探测帧分别发向这三个节点A，B和C。因而，发送这些探测帧消耗能量。
技术实现思路
本专利技术目的就是克服这种缺陷。为此目的，本专利技术关于估算第一和第二无线装置之间的距离的方法包括：由第一装置实施的阶段，用于估算两个装置之间的第一空中时间，对应于信号沿着信号能量主要部分采用的被称为“最强路径”的传输路径从一个装置到另一个装置的传输时间，估算空中时差阶段包括，从一个装置发送一个信道探测帧传送到另一个装置并从对应于所述的信道探测帧、接收的无线信号，估算最强传播路径和第一传播路径之间的空中时差，计算两个装置之间距离的阶段包括，通过从估算的第一空中时间减去估算的空中时差以确定第二空中时间和通过正式的已确定的第二空中时间计算两个装置之间距离，其中，发送所述的信道探测帧到第二装置的是第一装置，完成估算空中时差的装置是第二装置。根据本专利技术，是自身发送信道探测帧的装置进行两个装置间距离的第一估算。因而，继续以上提到的例子：在adhoc网络中通过三个节点A，B和C定位新节点Z，本专利技术使得发送三个信道探测帧的负荷分担到请求的三个节点A，B和C而不是只在新节点Z上成为可能。本专利技术同样通过避免从相同位置传输三个相同的能量密集帧而使得空间的电磁能量更好分配成为可能，降低了对用户和附近的无线通信系统电磁波的影响。有利地，第一装置发送估算的第一空中时间的值到第二装置，第二装置估算第二空中时间，然后由此推断出两个装置之间的距离。根据本专利技术，被请求选中的装置测算最强路径和第一路径之间的空中时差，然后如果有需要，估算第二空中时间和计算两个装置之间距离。这些使得被选中的装置能够确定自己发送或不发送信号到请求的装置或发起者，涉及已进行测量的信息(测算空中时差，从这些差别估算第二空中时间或基于第二空中时间计算距离)而且因此保持对机密信息的控制。在一个特定的实施例中，第二装置发送估算的两个装置之间距离值到第一装置。因而，第二装置能够确定传递在两者之间测算的距离到第一装置。有利地，第二装置发送应答以回应在估算第一空中时间阶段从第一装置发出的请求，第一装置在应答到达的时间和发送信道探测帧的时间之间允许流逝时间T，所述的时间T包括保护时间，适用于允许第一装置估算第一空中时间，紧接着一个暂停时间，适用于遵循信道接入的共享条件及使得估算第一空中时间阶段和估算空中时差阶段的总的持续时间少于信道的一致时间。因而，遵循信道接入共享机制的同时，能实现由第一装置发送信道探测帧。这样能避免第一装置任何的任意长时间抢占信道，对发送探测帧是必需的，也因此避免了随后的冲突风险。此外，时间T适用于最初的两个阶段(估算第一空中时间和估算空中时差)总计持续时间少于信道的一致时间，该一致时间定义为在此期间信道的属性未发生明显变化。因而可以确信，在测算第一空中时间和测算空中时差期间信道保持稳定。本专利技术还涉及用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种估算第一和第二无线装置之间的距离的方法，包括：　　　　由第一装置（Ａ）实施的阶段（１），用于估算两个装置（Ａ，Ｚ）之间的第一空中时间，所述第一空中时间对应于信号沿着信号能量主要部分采用的被称为“最强路径”的传输路径从一个装置到另一个装置的传输时间，　　　　用于估算空中时差的阶段（２），包括从一个装置发送一个信道探测帧到另一个装置（Ｅ２１）并从接收的对应于所述信道探测帧的无线信号中，估算最强传播路径和第一传播路径之间（Ｅ２２）的空中时差（ΔＴＯＦ），　　　　计算两个装置（Ａ，Ｚ）之间距离的阶段（３），包括通过从估算的第一空中时间（ＴＯＦ１）减去估算的空中时差（ΔＴＯＦ）以确定第二空中时间（ＴＯＦ２）（Ｅ３０）和根据已适时地确定的第二空中时间（ＴＯＦ２）计算两个装置之间距离（Ｄ）（Ｅ３１），　　　　其中，发送所述的信道探测帧（Ｅ２１）到第二装置（Ｚ）的是第一装置（Ａ），完成估算空中时差（Ｅ２２）的装置是第二装置（Ｚ）。

【技术特征摘要】
FR 2006-11-7 06547591.一种估算第一和第二无线装置之间的距离的方法，包括：由第一无线装置(A)实施的阶段(1)，用于估算两个无线装置(A，Z)之间的第一空中时间，所述第一空中时间对应于信号沿着信号能量主要部分采用的被称为“最强传输路径”的传输路径从第一无线装置到第二无线装置的传输时间，用于估算空中时差的阶段(2)，包括从第一无线装置发送一个信道探测帧到第二无线装置(E21)并从接收的对应于所述信道探测帧的无线信号中，估算最强传播路径和被称为“最短路径”的第一传播路径之间(E22)的空中时差(ΔT0F)，第二无线装置(Z)计算两个无线装置(A，Z)之间距离的阶段(3)，包括通过从估算的第一空中时间(T0F1)减去估算的空中时差(ΔT0F)以确定第二空中时间(T0F2)(E30)和根据已适时地确定的第二空中时间(T0F2)计算两个无线装置之间距离(D)(E31)，其中，所述的信道探测帧包括两个无线装置之间的估算的第一空中时间的值(T0F1)，发送所述的信道探测帧(E21)到第二无线装置(Z)的是第一无线装置(A)，并且第二无线装置(Z)执行空中时差(E22)的估算。2.如权利要求1所述的方法，其中第二无线装置(Z)发送估算的两个无线装置(A，Z)之间距离值(D)到第一无线装置(A)。3.如权利要求1到2中的一个所述的方法，其中在估算第一空中时间的阶段(1)中第二无线装置(Z)发送应答以回应从第一无线装置(A)发出的目的为测算两个无线装置间交互时间的请求(E12)，第一无线装置在应答到达的时间和发送信道探测帧的时间之间允许流逝时间T(E20)，所述时间T包括被适配于允许第一无线装置估算第一空中时间(T0F1)的保护时间，紧接着适配于遵循对信道的共享接入条件的暂停时间，以及所述时间T使得估算第一空中时间的阶段(1)和估算空中时差的阶段(2)的总的持续时间少于信道的一致时间，在该一致时间期间，信道的属性未发生明显变化。4.如前面权利要求1-2中的一个所述的方法，其中在估算第一空中时间的阶段(1)中，第二无线装置(Z)在第二无线装置从第一无线装置接收到目的为测算两个无线装置间交互时间的请求的时刻和第二无线装置(Z)发送作为回应的应答的时刻之间允许在其中流逝一等待时间(TW)(E11)，两个无线装置均知...

【专利技术属性】
技术研发人员：让施沃尔，贝努瓦米斯科派恩，
申请(专利权)人：法国电信公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]